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冗余的概念
冗余的概念，嚴(yán)格的來講是采用成倍增加的元件的方式來參加控制，以期使得因控制設(shè)備的意外而導(dǎo)致的損失降到最低。 冗余的意思不是留有余量，設(shè)計(jì)院現(xiàn)在寫標(biāo)書，都把留有余量的意思表達(dá)為富裕量，以避免混淆。 從冗余部件來講，有： A.處理器冗余： 一用一備或一用多備，在主處理器（稱熱機(jī)）失效時(shí)，備用處理器（稱備用機(jī)）自動(dòng)投入運(yùn)行，接管控制。 又因切換的機(jī)制和速度的快慢分為： 冷冗余（冷備用）和熱冗余（熱備用） 另有部分廠家打出溫備用的口號(hào)，也是冷備用的方式，但切換速度較快而已。 B.通訊冗余： 最常見的就是雙通道通訊電纜。如雙纜Profibus通訊或雙纜ControlNet通訊。 通訊冗余簡單的分，單模塊雙電纜方式，兩套單模塊單電纜雙工方式。 C.I/O冗余： 相對(duì)處理器和通訊，I/O 的冗余是最不容易實(shí)現(xiàn)的。 通常較少使用I/O的冗余，成本增加較多。 但相對(duì)重要的場合，使用I/O 冗余的也不少。 如幾乎所有的DCS都可以實(shí)現(xiàn)I/O冗余。 模擬量的冗余好實(shí)現(xiàn)一些，開關(guān)量不太好實(shí)現(xiàn)。 I/O冗余最常見的是1：1，但也有其他方式如1：1：1表決系統(tǒng)等。 一般的I/O 都實(shí)現(xiàn)了冗余的系統(tǒng)，處理器往往是熱備用的。 一些含糊不清的概念： 軟冗余：一般指代處理器的冷備用。冷備用采用軟件方式切換。 處理器一般也是成雙使用的，一個(gè)使用，一個(gè)備用。主處理器失效時(shí)，通過軟件的方式切換至備用處理器。速度慢，成本低。 硬冗余：一般指代處理器的熱備用。熱備系統(tǒng)采用硬件方式切換。 除了成雙使用的處理器外，一般還有一套熱備模塊，或者叫雙機(jī)單元，熱備模塊負(fù)責(zé)檢測處理器，一旦發(fā)現(xiàn)主處理器失效，馬上將系統(tǒng)控制權(quán)切換至備用處理器。相對(duì)更穩(wěn)定，更安全，但成本較高。 一般的熱備模塊如果只有一個(gè)，那么，2個(gè)處理器肯定是插在同一個(gè)底板上的，如歐姆龍CS1D和CVM1D。如果熱備單元有2個(gè)，那么，應(yīng)該是分屬于2套底板的，2個(gè)熱備單元之間一般采用光纖通訊，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐?。也有一個(gè)例外，S7-400H可以把2套系統(tǒng)（電源、處理器、熱備單元、通訊單元）插在同一個(gè)底板上，但那個(gè)底板實(shí)質(zhì)上是完全隔離的2個(gè)底板，只是為了節(jié)省空間，作成了一個(gè)而已。 N：1冗余：基本上這種方式用于I/O模塊。在部分I/O 失效時(shí)，用來替代失效的模塊，一般需要認(rèn)為干預(yù)。就是說，你需要把失效模塊的配線端子拆下來，安裝到此備用模塊上去。一般的這種模塊都是支持熱插拔的。原來的霍尼維爾TDC3000就曾采用過這種方式的I/O冗余。 按照現(xiàn)在的嚴(yán)格定義，這種方式，并不算是冗余。 雙機(jī)熱備：一般指處理器的硬冗余。通常I/O不冗余。 熱備的經(jīng)典是施耐德的Quantum。 當(dāng)然，其他的也不錯(cuò)。 表決系統(tǒng)：安全控制系統(tǒng)經(jīng)常會(huì)用到。1：1：1方式?？蓪?shí)現(xiàn)1用2備，或3取2投票表決等特殊功能。典型的產(chǎn)品就是GE的S90-70. 火電廠的氣輪機(jī)保護(hù)系統(tǒng)，石化行業(yè)的ESD系統(tǒng)都是這種方式的。 |
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